烧结制度对煤矸石基发泡陶瓷的性能影响

本文利用煤矸石为主要原料,以高温熔融法制备发泡陶瓷,采用正交实验的方法,通过极差分析与方差分析来研究烧结制度对发泡陶瓷抗压强度、体积密度、导热系数的影响规律,并综合分析得出最优烧结制度.研究结果表明,对发泡陶瓷抗压强度和体积密度影响由大到小的烧结制度参数排名均为烧结温度、预热温度、预热时间、烧结时间;对发泡陶瓷导热系数...     

外墙泡沫保温材料的技术现状及用砂岩质煤矸石试制

砂岩质煤矸石和抛光砖泥都是工业固体废弃物,在国家提倡外墙保温材料革新升级和煤矸石资源化利用的背景下,开发煤矸石基外墙泡沫保温材料,既可以实现建筑节能和外墙的安全防火,又可以改善矿区生态环境,减少对宝贵土地资源的占用。在介绍了我国外墙保温材料产业现状和国内关于煤矸石基外墙泡沫保温材料研究现状的基础上,重点分析了试验原料的增塑性和发泡性,并进行了煤矸石基外墙泡沫保温材料的试制。结果表明,以辽宁朝阳矸石山砂岩质煤矸石和辽宁法库某陶瓷厂的抛光砖泥为主要原料,碳化硅和氧化镁为复合造孔剂,硼砂为助熔剂,经陈化-成型-烧结工序,试制出了具有一定外观和性能的煤矸石基外墙泡沫保温材料,说明本试验技术路线是可行的。但要制备满足建筑业要求的、低成本的外墙泡沫保温材料,还需后续进行系统的原料配比和烧结制度优化试验。     

利用陶瓷工业废弃物抛光渣制备陶瓷砖的研究

以陶瓷抛光废渣为主要原料烧制陶瓷砖坯体,利用XRD、TG研究了抛光渣性能,探讨了抛光渣掺入量和烧结温度对坯体性能的影响,通过正交试验确定最佳配比和工艺制度,利用SEM分析研究了烧成机理。结果表明,陶瓷抛光渣的掺入可以有效地降低陶瓷抛光砖烧结温度,抛光渣掺入量在60%～80%,1 080℃烧结时,吸水率、收缩率和体积密度都趋于稳定,抛光渣中Si C的存在导致坯体在1 100℃以上烧结时坯体会发泡。通过正交试验得到最优原料配方优化条件后制备的抛光砖吸水率为0.071%、收缩率为12.86%。陶瓷抛光渣的掺入量可以达到70%,有效地提高了陶瓷抛光渣的利用率,缓解了陶瓷工业的环境污染问题。     

石矿尾泥与市政污泥制备高强陶粒试验研究

为拓展建筑石矿尾泥的资源化利用途径,开展了以新开元尾泥为主要原料、市政污泥及石灰石为添加剂制备高强陶粒的烧制试验,考察了原料组成及焙烧制度对陶粒堆积密度、吸水率、筒压强度等性质的影响。结果表明:在预热温度500℃、预热时间20 min、焙烧温度1 130℃、焙烧时间10 min时,以石矿尾泥80%、市政污泥10%及石灰石10%为原料,可以制得堆积密度760 kg/m3、吸水率2.6%、筒压强度10.3 MPa的高强陶粒;在高温焙烧阶段添加市政污泥,可以促进孔隙的形成,降低陶粒的密度,促使陶粒轻质化;石灰石的添加兼具造气和助熔的作用。     

建陶厂废料综合利用制备多孔保温材料研究

利用建陶厂抛光砖废渣、废熟料和废生料为原料,通过添加高岭土、煤粉和发泡剂制备多孔保温材料。研究了高岭土和煤粉的用量、烧成温度对样品气孔率、抗压强度和微观结构的影响。利用阿基米德法测量样品的气孔率,万能试验机测试样品的抗压强度,体视显微镜分析样品的微观结构。结果表明:添加20%高岭土和15%煤粉,在1100℃烧结可制备气孔率为59.70%,抗压强度为4.12 MPa,发泡均匀的多孔保温材料。     

山西某碱铝硅质型铜尾矿制备高强陶粒的正交试验研究

我国尾矿资源的综合利用一直是一个难题。以山西某碱铝硅质型铜尾矿为主要原料制备了高强陶粒轻集料。基于原料化学成分分析进行物料配比试验、粉磨试验、造粒试验及设计L₁₆（45）烧成制度正交试验研究,结果表明,优选试验配方（质量配比）为:铜尾矿50%、长石25%、白云石10%、废弃土15%、黏结剂水玻璃的用量（原料质量比）为5%。确定最优烧成制度为:预热温度800℃、预热时间20 min、烧成温度1 170℃、烧成时间15 min。最终烧制出的尾矿陶粒轻集料堆积密度为874 kg/m3,筒压强度达到7.5 MPa,吸水率为2.1%,为铜尾矿的高附加值综合利用提供了一个新的解决方案。      

污泥和石英尾矿制备建材陶粒的烧结温度研究

为了处理城市污水处理厂的污泥,将污泥配以石英砂尾矿、粘合剂和河道底泥添加剂可以生产轻质陶粒。利用脱水污泥,经过粉磨、干燥、焙烧等加工工艺,按照陶粒原料组成以污泥∶石英砂尾矿∶粘结剂∶河道底泥=4∶4∶3∶3、进料温度为400℃、预热时间为20 min、烧结时间为25 min为条件,考察烧结温度对陶粒性能的影响,结果表明,烧结温度为1 080℃时,陶粒的筒压强度最大、吸水率和堆积密度最小。     

烧结制度对钒尾矿陶粒性能及结构的影响

湖北某石煤提钒尾矿是一种优质陶粒原料,为了揭示烧结制度对陶粒性能及结构的影响,以不同烧结温度和烧结时间下陶粒的XRD图谱、SEM照片分析为手段,对颗粒强度和吸水率随预热及烧结的温度和时间变化的规律进行了分析。结果表明：①提高烧结温度、延长烧结时间,陶粒的颗粒强度先上升后下降、吸水率下降,这是由于适当提高烧结温度或延长烧结时间,均有利于生成新的长石,新生成的长石与石英等硅铝酸盐矿物形成低共熔物,填充在坯体颗粒间,使陶粒内部形成相对均匀的不连通气孔,因而提高陶粒的强度、降低陶粒的吸水率;过高的烧结温度或过长的烧结时间会使陶粒内部形成的多元低共熔物发生不均匀流动,导致气孔兼并、结构疏松,因而陶粒的强度下降。②在预热温度为400 ℃,预热时间为30 min,烧结温度为1 130 ℃,烧结时间为10 min情况下,所得陶粒吸水率、筒压强度、粒型系数、堆积密度及颗粒级配均达到GB/T 17431.1-1998要求。     

低品位铝土矿制备石油压裂支撑剂的研究

石油压裂支撑剂是用于支撑水力裂缝的、具有一定强度的固体颗粒物质,其支撑岩层使裂缝始终保持张开状态的同时也有利于石油由地层流出。以云南某地低品位铝土矿为主要原料制备石油压裂支撑剂,考察了原料铁含量、烧结温度、升温速率对支撑剂制品的体积密度和破碎率的影响。结果表明,为获得满足石油行业标准的支撑剂制品,其原料中铁含量小于6%。最佳烧结温度为1380~1420℃,升温制度为干燥时间2 h(90℃),升温速率400℃/h(3.5 h),保温时间2 h时最佳。     

粉煤灰烧结熟料中氧化铝的溶出

采用烧结法提取粉煤灰中Al₂O₃,通过正交试验对影响烧结过程的各种因素进行烧结条件的优化,烧结产物进行溶出和赤泥洗涤试验。烧结试验主要考察烧结剂用量和配比、烧结温度、烧结时间对粉煤灰烧结熟料中Al₂O₃溶出率的影响;熟料溶出试验主要考察稀碱液浓度、溶出时间、溶出温度以及赤泥洗涤制度对粉煤灰烧结熟料中Al₂O₃溶出率的影响。试验结果表明,正交试验对烧结熟料的溶出条件进行优化,粉煤灰烧结熟料中Al₂O₃溶出率由76.20％提高到84.69％;通过对赤泥的洗涤试验,粉煤灰中Al₂O₃提取率进一步提高到87.03％,Na₂O溶出率达到94.83％。     

底泥陶粒的制备及其性能研究

为实现河道底泥的无害化和资源化利用,以河道底泥为主要原料,膨润土、淀粉、石灰石为辅料,采用高温烧结法制备底泥陶粒。通过单因素试验探讨膨润土、淀粉、石灰石用量对陶粒性能的影响,采用正交试验优化陶粒的原料配比和焙烧工艺,并通过XRD、SEM分析陶粒的物相组成、微观结构。结果表明,适宜的原料配比为：底泥、膨润土、淀粉及石灰石的质量比70∶30∶10∶13,最佳的工艺条件为预热温度400 ℃、预热时间10 min、焙烧温度1 000 ℃、焙烧时间15 min。在该条件下制得的陶粒堆积密度为725.52 kg/m³、表观密度为1 326 kg/m³、吸水率为25.00%、抗压强度为3.32 MPa、除磷率为98.69%。底泥陶粒表面粗糙,孔隙结构丰富,吸水渗透性好,除磷率较高,是一种可以应用于水处理的陶粒滤料。     

铝土矿废石制备超低密度陶粒支撑剂的试验研究

首次以铝土矿废石为主要原料,制备超低密度陶粒支撑剂。主要研究了原料预烧、烧成温度、烧成时间、添加剂用量等对支撑剂性能的影响。试验结果表明:铝土矿废石在750℃预烧2 h,添加剂CMC用量为1.5%,在1 320℃条件下焙烧150 min,制备的20~40目陶粒支撑剂产品体积密度为1.42 g/cm3,视密度为2.55 g/cm3,52 MPa的闭合压力下破碎率为5.35%,各项指标均符合国家石油天然气SY/T 5108-2014的行业标准要求。      

透闪石作陶瓷原料的试验研究

分水岭透闪石矿为大型矿床，用该透闪石为熔剂原料生产卫生陶瓷、墙地砖坯体、釉面砖坯体、低温生料釉比普通原料烧成温度低、成品性能好。     

脱硫石膏在铁尾矿制备陶粒中的应用

以烧结厂脱硫所产生的脱硫石膏和选铁后的铁尾矿为主要原料,对铁尾矿陶粒的配方和焙烧制度进行了研究。结果表明：尾矿、脱硫石膏、粉煤灰和煤粉的最佳质量配比为57.2%∶16.8%∶22.5%∶3.5%,在预热温度300℃,焙烧温度1110℃,焙烧时间30 min,冷却温度500℃的焙烧制度下烧制陶粒,性能满足 GB/T 17431.1-2010的质量要求。     

高硅铁尾矿制备陶粒工艺试验研究

以铁尾矿为原料,粉煤灰为成分校正剂制备高强轻质陶粒。利用热分析仪（TG-DSC）和X射线衍射仪（XRD）分析了原料的热反应过程,确定陶粒烧制温度范围。设计正交试验研究了成分配比、烧制温度、高温区升温速率和保温时间对陶粒堆积密度、表观密度、吸水率和筒压强度的影响,优化陶粒制备工艺。结果显示,陶粒的原料配比对堆积密度和表观密度影响较大,而烧制温度对吸水率和筒压强度影响较大。料球中Al₂O₃含量为17%,以10℃/min的速度升温至1 000℃,再以25℃/min的速度升温至1 210℃,保温30 min,所制备陶粒堆积密度888.20 kg/m3,表观密度为1 907.14 kg/m3,筒压强度为8.34 MPa,1 h吸水率为5.04%,满足国标GB/T 17431.1—2010中规定的900级轻质高强陶粒性能要求,为高硅铁尾矿的综合利用提供了一条新途径。      

酸浸钒渣制备高强陶粒工艺

为了提高酸浸钒渣的利用效率,以商洛千家坪钒渣为主要原料,添加黏土和粉煤灰制备建筑用烧结陶粒。对陶粒制备过程中各物料的配比、制粒工艺参数、预热和焙烧制度进行了系统研究。结果表明,物料配比为钒渣∶粘土∶粉煤灰=6∶1∶3、制粒用水量为18%、制粒时间为15 min、预热温度为400℃、预热时间为30 min、焙烧温度为1160℃、焙烧时间为20 min的条件下,可制得筒压强度为11.58 MPa,堆积密度为1014.7 kg/m3,吸水率为5.61%的高强陶粒。SEM和XRD分析结果表明,钒渣在烧结成陶粒的过程中主要产生了石英、斜长石和钾长石相,形成了结构致密、孔骨架良好的矿物集合体,因此提高了陶粒的强度。      

多元固废制备高强烧结透水砖及其性能研究

为充分利用尾矿资源,以多元固废（钒钛铁尾矿、金尾矿、页岩和水库底泥）为原料制备高强烧结透水砖,采用XRF、XRD及SEM研究了原料的物化特性,通过钒钛铁尾矿烧结产品的指标分析了其烧结特性,讨论了钒钛铁尾矿级配及粘结剂配比对透水砖性能的影响,确定了适宜的透水砖制备工艺参数。结果表明：①钒钛铁尾矿主要化学组成为SiO2、CaO、MgO,有利于形成辉石体系,促进结构的致密性,应用于烧结材料较为理想。颗粒表面粗糙,用作透水砖骨料时能够形成骨架结构,并在颗粒间形成一定孔隙,有利于砖体的透水性。②钒钛铁尾矿在不同烧结温度下颜色变化较大,随着烧结温度的升高,颜色由黄色逐渐转变为褐色,线膨胀率持续降低,质量损失率逐渐升高,堆积密度不断增大。③试验确定钒钛铁尾矿的适宜级配为1.18~4.75 mm占20%、0.60~1.18 mm占50%、0.15~0.60 mm占30%,适宜掺量78%;粘结剂的适宜配比为w（金尾矿）∶w（页岩）∶w（水库底泥）=2∶1∶1。④以钒钛铁尾矿为骨料制备透水砖,适宜的成型压力为25 MPa、烧结温度为1 080 °C、保温时间为90 min,此时透水砖抗压强度达到64 MPa,透水系数为0.062 cm/s,保水性为0.62 g/cm2,满足《透水路面砖和透水路面板》（GB/T 25993—2010）和《透水砖》（JCT 945—2005）的要求。     

用污泥建筑垃圾研制免烧砖的实验研究

为了有效利用固体废物开发新型建筑材料,基于正交实验原理,采用建筑垃圾、污泥、粉煤灰、脱硫石膏为主要原料来制备免烧砖.除进行宏观物理性能测试外,运用XRD、TGA-DTA、SEM等手段研究了免烧砖的相组成、显微结构及微观形貌.结果表明:免烧砖最佳配比为建筑垃圾60％、污泥2％、粉煤灰15％时,抗压强度为11.75 MPa...